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對工業廢水或生活污水進行處理和回用，不僅能夠緩解水資源短缺問題，而且能夠減少污水排放總量，降低環境污染。在環境工程污水處理行業，膜生物反應器（MBR）技術的應用范圍較廣，尤其是MBR組合工藝。該技術利用用膜組件替代傳統的重力式沉淀池，使出水水質和容積負荷都得到大幅度提高。膜生物反應器技術憑借其技術優勢和實用效果，展現出較高的污水處理能力和應用價值，但也存在一些需要改進的地方。

1、膜生物反應器

膜生物反應器處理污水處理能力比較強，被廣泛應用于污水處理中。該項技術是在原有生物污水處理技術和膜分離技術基礎上發展起來的，可以有效結合膜分離與生物處理技術的優勢，全面提升污水處理效果和轉化率，相比于傳統處理方式，膜生物反應技術的處理能力比較高。按照生物膜的不同放置方式，可以將膜生物反應器劃分為一體式和分體式。按照需要情況可以劃分為厭氧型和耗氧型。膜生物反應技術在膜污染放置過程、污泥產生量等方面具備顯著優勢。通過應用膜生物反應技術，可以減少能源與資源利用率，整個處理過程的成本耗費比較低，因此可以實現大規模生產。膜生物反應技術不再依賴污泥沉降性能，可以有效代替二沉池，除菌效果比較顯著。膜生物反應技術在處理廢污水后，出水水質比較高，且反應器的占地面積比較小，因此被廣泛應用于廢水回收和污水處理中，應用前景廣闊。

2、膜生物反應的技術類別

2.1 動態內循環反應技術

動態內循環反應技術（DMBR）利用超濾膜作為動態膜，形成具有動態內部循環的反應器。超濾膜的孔徑較大，在進行污水過濾時，僅需要20min的時間，濾餅層即可過濾出污水中的TN、TP、COD及其他成分，過濾水中COD的殘留率低于4%，氨氮和TN的殘留率分別低于2%和48%，而且超濾膜的制造成本較低，經濟效益較高。污水處理的生物反應器采用內部循環的動態模式，與分離膜生物反應器相比，不僅優化了其內部結構的流動形式，而且可均勻混合液體，清潔效果更好。

2.2 曝氣生物濾池技術

曝氣生物濾池處理技術利用的是曝氣生物濾池輔助污水處理反應，污水處理，也是膜生物反應技術中比較普及的一種技術方法。其在實際應用中能夠將生物濾池、配合分離反應器進行集合開展污水處理工作，并在污水的排放源頭開始對其內部的污染物進行處理，上減少污染物總體數量。該技術在處理洗滌劑和膠體等雜質上效果優良，實際工作中也會產生較大的負荷，基于此可以大大降低膜污染的發生，并且也確保污水處理的效果。

2.3 氣浮-膜生物反應組合技術

在污水處理過程中，人們可以以MBR工藝為基礎，探尋多種工藝組合。例如，氣浮工藝組合膜生物反應器技術，可以去除較難分解的清潔劑或膠體物質，降低膜污染負載，以免影響下一次生物處理。膜生物反應器技術不僅可以獨立工作，也可以與其他

據統計，2017年我國排放工業廢水約1.81×109t，尤其是石化、制藥、造紙、印染、皮革等化工行業中產生的大量高濃度有機廢水，由于原材料的多樣性與復雜性，采用傳統處理方法難以進行有效的處理與降解。如何能規模化、資源化、高效化地處理這些不同性質的高濃度有機廢水成為當今環保行業面臨的重大難題。

高濃度有機廢水的來源廣泛，B/C值較低(<0.1)，且含有大量有毒有害物質。通常認為廢水可生物降解的前提是B/C值在0.3以上。目前處理生物難降解有機廢水的一般思路是：采用高級氧化技術將生物難降解有機物轉化為容易降解的有機物，即提高污水的B/C值，然后結合微生物的方法使其出水滿足國家相關標準。因此，高級氧化技術的發展是處理難生物降解廢水的關鍵。

1、高級氧化技術現狀

高級氧化技術(Advanced Oxidation Processes，AOPs)是20世紀80年代發展起來的難生物降解有機廢水處理核心技術，主要通過羥基自由基(•OH)快速、無選擇性地降解多種有機污染物。AOPs的氧化性能引起了廣泛重視，大量研究表明該技術具有良好的應用前景和發展潛力。

目前能成熟應用的AOPs主要包括：

1)芬頓、類芬頓系列氧化技術，操作簡單，設備投資少，但污泥量大；

2)臭氧氧化技術，反應迅速，流程簡單，但臭氧利用率低，能耗較高；

3)電催化氧化技術，工藝簡單，操作簡單，但電流效率低，能耗高；

4)濕式催化氧化技術，氧化比較，但設備投資大；

5)超臨界水氧化技術，氧化設備及工藝要求高，設備腐蝕、鹽沉積問題嚴重。

所以，上述AOPs在實際工程應用中仍然存在許多不足。

2、微波液相放電氧化技術

微波液相放電產生等離子體氧化處理高濃度有機廢水技術作為一種新型的水處理方法，已經應用于染料、制藥等難降解有毒有害廢水的處理研究。卜龍利等以活性炭為催化劑，取得了很好的處理效果。封宗瑜對亞甲基藍溶液進行微波處理，在輸出功率50W、處理時間6min時對亞甲基藍的去除率可達92.5%，并且脫色效果明顯。

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2.1 反應機理

微波液相放電產生等離子體降解有機污染物的機理主要是粒子非彈性碰撞和活性物質氧化。放電等離子體含大量高能電子、自由基、離子等。高能電子可以與有機污染物直接發生碰撞，使污染物活化處于激發態，甚至直接降解。此外，高能電子碰撞產生的活性物質可以直接攻擊有機污染物，使之氧化降解。除高能電子碰撞引發的活性物質外，放電還伴隨產生紫外輻射、高溫熱解、超聲波等效應，這些效應一定程度上有利于降解有機污染物。

孫冰等對液相放電過程中自由基的形成機理進行了研究，通過實驗驗證了液相放電產生等離子體的過程中確實伴隨著活性粒子和自由基的生成。

2.2技術優勢

微波液相放電氧化技術是AOPs的一種，又可看作是多種高級氧化技術的組合聯用，在液相放電過程中，會伴隨著臭氧、羥基自由基的產生，發生的發光效應等也都會有利于廢水中污染物的降解。由于液相放電過程均在液相中完成，較其他技術有明顯優勢，如臭氧的發生直接在水中進行，省去了傳統工藝過程中臭氧溶解的步驟。其次，對于一些高含鹽的廢水，由于反應過程在液相中進行，較高的鹽度對于反應過程影響較小，而使用其他技術時高含鹽往往會對處理效果有較大影響。

3、微波液相放電氧化有機廢水實驗

根據微波液相等離子體催化氧化反應機理，本文以難生物降解有機制藥廢水進行實驗，分析輸入功率、水體流速、初始pH值、H2O2用量4個因素對COD去除率的影響，并在實驗條件下分析了B/C值的變化規律，為后期的進一步實驗研究與探索提供理論依據與數據支撐。

工藝組合應用，以滿足各種污水處理要求。

2.4 組合技術的應用

污水類型豐富，含有的大量有害物質、雜質等是無法僅靠一種技術就能夠進行處理的，尤其是當前各種新的生產技術涌現，越來越多的化學技術應用到生產環節當中，污水中含有的雜質等類型也豐富多樣，因此必須要組合技術實現凈化水質的目的，以便進一步減少生物膜在污水過程中產生的污染，提高污水處理效果。

3、膜生物反應技術在環境工程污水處理中的運用

3.1 在工業污水處理中的應用

環境工程中的各種工業廢水成分復雜，處理操作相對困難。根據各種工業廢水主要成分的差異和特點，可以考慮選擇最合適的膜生物反應器來解決工業廢水處理的問題，盡量避免使用大量統一的膜生物反應器，這將導致工業廢水處理質量和效率大幅下降。例如，在處理膜生物化學制造業的工業廢水時，由于廢水中含有大量重金屬，因此，如何有效去除這些重金屬、控制這些重金屬和離子的濃度已成為膜生物化學反應處理技術研究和應用的重要方向。為了使工業廢水處理的廢氣達到污染物排放標準，必須保證有毒有害重金屬離子的脫氣性能。在金屬離子的pH值存在相似性的條件下，金屬離子的形態也是相似的。調整工業廢水的pH值，有利于達到去除這些金屬離子的目的。在整個食品工業廢水處理過程中，針對其中有機物含量較高的特點，應注重提高膜生化反應處理技術的質量和容積負荷，從而有效控制食品工業廢水的處理成本。同時，還要注意解決高鹽、低糖等污染環境中微生物在廢水中存活率高的問題，有效降低污染物處理成本。

3.2 在醫院污水處理中的應用

醫院產生的污水具有較大的毒性，因此還需要對其進行消毒處理，以便降低水的毒性，具體可采用主體工藝對醫院廢水進行處理，處理方式為水利停留時間約為5小時，將出水氨氮控制在4ml/L，出水COD將其控制在50ml/L，利用該種方式對醫院廢水進行處理不僅操作簡單，而且出水水質良好。

3.3 生活污水處理

家庭污水的處理要求較高，現階段，家庭污水一般通過膜生物反應器的無害化處理來降低毒性，再用于城市道路清掃、綠化、洗車等。但是，膜生物反應器配套設施費用較高，導致此項技術的推廣存在一定難度。